Машиностроение

Кузнечно-штамповочное оборудование

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МОЩНОСТИ НАСОСОВ И ДВИГАТЕЛЕЙ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПРЕССОВ

Работу пресса определяет время рабочего хода tp, в течение которого происходит пластическая деформация металла. Условно принимаем, что в системе привода отсутствуют потери энергии.

Введем следующие обозначения:

Р — усилие, развиваемое прессом в данной точке хода плунжера;

р — давление жидкости в цилиндре пресса;

S — ход плунжера;

Ра — номинальное усилие пресса;

Sp — рабочий ход.

В работе пресса имеются моменты, когда Nu достигает максимального значения. Из выражения следует, что максимальной должна быть мощность насоса NB. Значит, насосы следует рассчитывать по максимальной мощности, развиваемой прессом и определяемой предельным усилием и заданной скоростью движения ползуна.

Так как время рабочего хода становится минимальным при полном использовании мощности насоса, то для получения минимального tp насос должен работать с номинальной мощностью в течение всего рабочего хода

Назовем насос, обеспечивающий условие в течение рабочего хода и имеющий эффективный КПД, равный 1, идеальным.

В реальных условиях насосы гидропрессовых установок не работают с постоянной мощностью, особенно в начале рабочего хода, когда для многих технологических процессов не нужно высокое давление, а необходима только большая производительность.

График усилий для простейшей схемы безаккумуляторного привода одноцилиндрового пресса от насоса постоянной подачи

Заштрихованная площадь Oab пропорциональна работе, недоданной насосом, и характеризует использование его мощности.

Значение текущей ординаты р для точки а соответствует неиспользованному насосом давлению в данный момент времени и пропорционально неиспользованной его мощности, так как

N' = p'Q, a Q = const.

В простейшем исполнении насосный безаккумуляторный привод часто использует небольшую часть установочной мощности.

График усилий для привода от идеального насоса показан на рис. 21.8,6. Здесь заштрихованная площадь отсутствует, мощность насоса использована полностью. Степень совершенства реальных приводов следует оценивать сравнением с приводом от идеального насоса, работающего с постоянной мощностью.

График усилий при работе одноцилиндрового пресса от насоса постоянной мощности. В этом случае зависимость pQ — С достигается применением для перемещения подвижного блока радиально-поршневого насоса специального поршня, уравновешенного пружиной и корректирующего величину перемещения подвижного блока кулачкового механизма. До точки а насос работает с постоянной производительностью и не полностью использует свою мощность. После прохождения точки а развиваемая мощность поддерживается постоянной до конца рабочего хода.

Приближение работы привода к работе идеального насоса за время ip практически осуществляется следующими способами: применением насосов со ступенчатым регулированием подачи по давлению, насосов различных характеристик, батареи одинаковых насосов, насосов с автоматическим изменением производительности; использованием в прессе нескольких цилиндров, включаемых при различных давлениях, а также комбинаций перечисленных способов.

Улучшить использование мощности установленных электродвигателей за время полного цикла работы пресса Гц можно приближением работы привода к работе идеального двигателя, которым будем называть электродвигатель, развивающий в течение времени Гц постоянную мощность, равную отношению AJTч (Ая — полезная работа, совершаемая прессом).

Приближение к работе идеального двигателя при отсутствии аккумулятора достигается указанными выше способами снижения установочной мощности насосов. Часто время, идущее на вспомогательные операции, намного превышает время рабочего хода пресса. Привод вынужден работать на холостом ходу продолжительное время.

Мощность, развиваемая электродвигателями при холостой работе насосов, составляет 10—15 % максимально развиваемой мощности.

Поэтому там, где позволяют технологические требования, рационально допускать некоторое уменьшение скорости рабочего хода или увеличение отношения tJT,v В этом случае общая продолжительность цикла может измениться незначительно за счет сокращения времени на ход приближения, обратный ход,и переключения.

Отдельные технологические процессы, например выдавливание, требуют то высоких, то низких скоростей рабочего хода. Это связано с технологическими свойствами материала обрабатываемых заготовок. В этом случае более полного использования мощности насосов и электродвигателей можно достигнуть отключением части насосов с двигателями.

При выборе мощности электродвигателя для гидропрессов различают два режима его работы: длительный и повторно-кратковременный.

По длительному режиму выбирают электродвигатели для насосно-аккумуляторного привода. Электродвигатели для насосного безаккумуляторного привода выбирают по повторно-кратковременному режиму. Часто оказывается возможным выбирать номинальную мощность электродвигателя, равную половине мощности приводимого насоса.

Дальнейшее снижение установочной мощности электродвигателей в насосном безаккумуляторном приводе прессов можно обеспечить установкой маховика на валу, который соединяет электродвигатель с насосом.

При маховичном приводе изменение числа оборотов маховика и отдача им энергии зависят от механической характеристики электродвигателя.

В некоторых случаях более полного использования мощности электродвигателей и насосов можно достигнуть объединением нескольких прессов одинакового усилия в одну гидропрессовую установку.

Когда рабочее усилие пресса соответствует предельному давлению жидкости в насосе, последний отключается от этого пресса и переключается на другой пресс. Указанный способ уменьшает или совсем ликвидирует холостую работу насосов и поэтому является экономичным.

Рассмотрение типовых графиков усилий позволяет сделать выводы о применимости того или иного привода. Например, для процессов группы 111 прессы небольших усилий целесообразно не оснащать насосным аккумуляторным приводом. Его гидравлический коэффициент будет незначителен вследствие малой степени заполнения графика усилий. Нецелесообразен здесь и насосный безаккумуляторный привод в простейшем исполнении (насос постоянной подачи и одноцилиндровый пресс). Мощность привода не будет использована в достаточной мере. Целесообразно применение привода от насосов различных характеристик.

Рассмотрим расчет параметров гидропривода одноцилиндрового горячештамповочного пресса от двух насосов различных характеристик.

Расчетный график усилий для горячей штамповки. График характеризуется двумя участками, поэтому применение в данном случае более двух насосов различных характеристик нецелесообразно.

Насосы. Насосные станции